CN101196283B - 光扩散板、表面发射光源设备和液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光扩散板、表面发射光源设备和液晶显示器,其能防止在光扩散板和灯箱之间的接触区域中产生噪声。本发明涉及表面发射光源设备,其包括多个在灯箱中彼此间隔一定距离放置的光源,该灯箱由树脂制成,且具有开口前侧;和光扩散板,其由树脂制成且被置于灯箱框的前侧上,从而封闭灯箱的开口,其中光扩散板的后表面的至少一部分与框的前侧接触,该部分被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
Description
技术领域
本发明涉及光扩散板、表面发射光源设备和液晶显示设备,其能防止在光扩散板和灯箱之间的接触区域中产生恼人的噪声。
在本说明书和权利要求中,术语“算术平均表面粗糙度Ra”指的是根据JISB0601-1994测得的算术平均表面粗糙度Ra,且术语“平均表面不规则性间隔Rsm”指的是根据JIS B0601-1994测得的平均表面不规则性间隔Rsm。
背景技术
已知的液晶显示设备,例如,具有作为背光置于显示区域的下表面(后表面)上的表面发射光源设备,该显示区域由液晶单元和一对置于液晶单元的上底侧上的偏振片构成。对于用作背光的表面发射光源设备,这种结构是众所皆知的,即在灯箱中放置有多个光源,且光扩散板被置于光源的前侧(参见日本未经审查的专利公开物(特开)No.7-141908(段落[0012]和图1))。
上述光扩散板以与灯箱的框的前表面接触的状态紧固,从而当框的前表面与光扩散板彼此之间摩擦时会产生恼人的噪声。例如,当电源被打开时,由于在表面发射光源设备中温度的升高,光扩散板会膨胀,从而导致由于框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声产生。在灯箱的框由聚碳酸酯制成的情况下,恼人的噪声的产生是很显著的。
发明内容
本发明已经结合考虑了上述的背景技术,其目的是提供光扩散板、表面发射光源设备和液晶显示设备,其能防止从光扩散板和灯箱的接触区域处产生恼人的噪声。
为了实现上述目的,本发明提供下述方式。
[1]表面发射光源设备,包括在灯箱中彼此间隔一定距离放置的多个光源,该灯箱由树脂制成,且具有开口前侧;和光扩散板,其由树脂制成且被置于灯箱框的前侧,从而封闭灯箱的开口,其中光扩散板的后表面的至少一部分与框的前侧接触,该部分被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
[2]根据段落[1]的表面发射光源设备,其中多个具有三角形截面的三角形脊被放置为在光扩散板的前表面上突起,而该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内。
[3]根据段落[1]的表面发射光源设备,其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内。
[4]表面发射光源设备,包括多个在灯箱中彼此间隔一定距离放置的光源,该灯箱由树脂制成,且在前侧具有开口;和光扩散板,其由树脂制成且被放置于灯箱的框的前侧上,从而封闭灯箱的开口,其中光扩散板的整个后表面都被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
[5]根据段落[4]的表面发射光源设备,其中多个具有三角形截面的三角形脊被放置为在光扩散板的前表面上突起,而该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内。
[6]根据段落[4]的表面发射光源设备,其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内。
[7]根据段落[2]或[5]的表面发射光源设备,其中三角形脊是棱镜形状的脊,光源是线性光源,且该棱镜形状的脊被放置成使其纵向与线性光源的纵向基本上一致。
[8]根据段落[3]或[6]的表面发射光源设备,其中基本半圆形脊是柱透镜形的脊,光源是线性光源,且该柱透镜形的脊被放置成使其纵向与线性光源的纵向基本上一致。
[9]根据段落[1]至[8]中任何一个的表面发射光源设备,其中光扩散板的总的透射率在55至85%范围内。
[10]液晶显示设备,包括根据段落[1]至[9]中任何一个的表面发射光源设备,和置于该表面发射光源设备的前侧上的液晶显示面板。
[11]光扩散板,由树脂制成,其至少一个表面的外围部分被形成为无光泽表面,其中该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
[12]根据段落[11]的光扩散板,其中在光扩散板的另一个表面上突起放置有多个具有三角形截面的三角形脊,该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内。
[13]根据段落[11]的光扩散板,其中在光扩散板的另一个表面上突起形成有多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内。
[14]光扩散板,由树脂制成,其一个表面的整个表面都被形成为无光泽表面,其中该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
[15]根据段落[14]的光扩散板,其中在另一个表面上突起放置有多个具有三角形截面的三角形脊,该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内。
[16]根据段落[14]的光扩散板,其中在光扩散板的另一个表面上突起形成有多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内。
根据根据段落[1]的发明,光扩散板的后表面的至少一部分与框的前表面接触,该部分被形成为无光泽表面,而该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,从而可以防止当灯箱的框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声的产生。在现有技术的结构中,在灯箱的框由聚碳酸酯制成的情况下,噪声的产生是很显著的。相反,根据本发明,即使当灯箱的框由聚碳酸酯制成时也可以令人满意地防止恼人的噪声的产生。
根据根据段落[2]的发明,多个具有三角形截面的三角形脊被放置为在光扩散板的前表面上突起,而该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内,从而可以提高出射光的亮度。
根据根据段落[3]的发明,多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内,从而出射光的亮度可被提高。
根据根据段落[4]的发明,光扩散板的整个后表面都被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,从而可以防止当灯箱的框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声的产生。在现有技术的结构中,在灯箱的框由聚碳酸酯制成的情况下,恼人的噪声的产生是很显著的。相反,根据本发明,即使当灯箱的框由聚碳酸酯制成时也可以令人满意地防止恼人的噪声的产生。这种将光扩散板的后表面的整个表面都形成为无光泽表面的结构,有可能提高制造效率并且更容易将待制造的产品转换为不同的尺寸。
根据根据段落[5]的发明,多个具有三角形截面的三角形脊被放置为在光扩散板的前表面上突起,而该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内,从而出射光的亮度可被提高。此外,由于将光扩散板的后表面的整个表面都形成为特定的无光泽表面和在光扩散板的前表面上提供突起的具有特殊结构的三角形脊的互相促进效应,光可以均匀出射而不会在亮度上不均匀。当光扩散板被形成为具有高的总的透光率(例如,从55至75%)的结构时,这种在抑制亮度不均匀方面的互相促进效应会变强。
在三角形脊(尤其是具有90度的顶角的三角形脊)被置于光扩散板的前表面上的情况下,以常规方向入射到光扩散板的前表面上的光被全部反射回后表面(光源)上,从而该光扩散板具有低扩散率。相反,根据[4]的发明,由于光扩散板的后表面的整个表面都被形成为无光泽表面,即使是以常规方向入射到光扩散板的前表面上的光也会被充分扩散,该表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。因而,当在光扩散板的前表面上被散射而不是全部反射时,光可向前出射,从而可以提高光扩散板扩散光的效果。即,由于将光扩散板的后表面的整个表面形成为特定的无光泽表面和在光扩散板的前表面上提供具有特殊结构的三角形脊的互相促进效应,也可以提高光扩散板扩散光的效果。当光扩散板包括光扩散剂(光扩散颗粒)时,这种相互促进效应会变得尤其有效。包括具有亚微米级的颗粒尺寸的光扩散剂(光扩散颗粒)的光扩散板,例如,易于向前传输以某个颜色染色的光源(灯)的剖面图像从而可以从外部观察到。相反,根据[5]的发明,由于上述的相互促进效应,可以令人满意地抑制光源的剖面图像,从而不能从外部观察到。
根据段落[6]的发明,多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内,从而可以提高出射光的亮度。
此外,由于将光扩散板的后表面的整个表面形成为特定的无光泽表面和在光扩散板的前表面上提供突起的具有特殊结构的基本半圆形脊的互相促进效应,光可以均匀出射而不会在亮度上不均匀。当光扩散板被形成为具有高的总的透光率(例如,从55至85%)的结构时,这种在抑制亮度不均匀方面的互相促进效应会变强。当光扩散板包括光扩散剂(光扩散颗粒)时,这种相互促进效应会变得尤其有效。包括具有亚微米级的颗粒尺寸的光扩散剂(光扩散颗粒)的光扩散板,例如,易于向前传输以某个颜色染色的光源(灯)的剖面图像从而可以从外部观察到。相反,根据[6]的发明,由于上述的相互促进效应,可以令人满意地抑制光源的剖面图像,从而不能从外部观察到。
根据根据段落[7]的发明,由于具有棱镜形状的脊被放置成使其纵向与线性光源的纵向基本上一致,提供了这样一种优点,即通过光扩散板传输的光源的图像在垂直于线性光源的纵向的方向上传播,从而在该表面内提高了亮度均匀性。
根据段落[8]的发明,由于具有柱透镜形状的脊被放置成使其纵向与线性光源的纵向基本上一致,提供了这样一种优点,即通过光扩散板传输的光源的图像在垂直于线性光源的纵向的方向上传播,从而在该表面内提高了亮度均匀性。
根据段落[9]的发明,由于光扩散板的总的透射率在55至85%范围内,通过上述互相促进的效果可获得足够的水平的亮度以及抑制亮度不均匀的足够的效果。
根据段落[10]的发明,该液晶显示设备能防止由光扩散板和灯箱之间的接触区域处产生噪声。
根据段落[11]的发明(光扩散板),包括由树脂制成的光扩散板其至少一个表面的外围部分被形成为无光泽表面,其中该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,从而可以防止当灯箱的框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声的产生。
根据段落[12]的发明,在光扩散板的另一个表面上突起放置有多个具有三角形截面的三角形脊,该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内,从而可以增强出射光的亮度。
根据段落[13]的发明,在光扩散板的另一个表面上突起形成有多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内从而可以增强出射光的亮度。
根据段落[14]的发明,光扩散板一个表面的整个表面都被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,从而可以防止当灯箱的框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声的产生。这种将光扩散板的一个表面的整个表面都形成为无光泽表面的结构,也有可能提高制造效率并且更容易将待制造的产品转换为不同的尺寸。
根据段落[15]的发明,在另一个表面上突起放置有多个具有三角形截面的三角形脊,该三角形脊的顶角被设置为在40至150度范围内,且相邻三角形脊之间的间距被设置为在10至500μm范围内,从而可以防止当灯箱的框的前表面和光扩散板彼此之间摩擦时恼人的噪声的产生。此外,由于这种将光扩散板的一个表面的整个表面都形成为无光泽表面和在光扩散板的另一个表面上提供具有特殊结构的三角形脊的互相促进效应,光可以均匀出射而不会在亮度上不均匀,且光扩散板扩散光的效果可被充分提高。
根据段落[16]的发明,在光扩散板的另一个表面上突起形成有多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊,相邻基本半圆形脊之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8的范围内,从而出射光的亮度可被增强。
此外,由于将光扩散板的一个表面的整个表面形成为特定的无光泽表面和在光扩散板的另一个表面上提供突起的具有特定结构的基本半圆形脊的结合效应,光可以均匀出射而不会在亮度上不均匀,且光扩散板扩散光的效果可被充分提高。
附图说明
图1示意性地显示了根据本发明的液晶显示设备的一个实施例。
图2是显示根据本发明的光扩散板的一个实施例的示意性的透视图。
图3是图2所示的光扩散板的示意性的截面图。
图4是显示根据本发明的光扩散板的另一个实施例的示意性的截面图。
图5是显示根据本发明的光扩散板的再一个实施例的示意性的截面图。
图6是显示根据本发明的光扩散板的再一个实施例的示意性的截面图。
图7是显示测量光谱透射率的结果的图表。实施例A4以实线画出,实施例A5以虚线画出,比较例A2以长短交替的虚线画出,而比较例A3以两短一长交替的虚线画出。
图8示意性地显示了根据本发明的液晶显示设备的一个实施例。
图9是显示根据本发明的光扩散板的一个实施例的示意性的透视图。
图10是图9所示的光扩散板的示意性的截面图。
图11是显示根据本发明的光扩散板的另一个实施例的示意性的截面图。
图12是显示根据本发明的光扩散板的再一个实施例的示意性的截面图。
图13是显示根据本发明的光扩散板的再一个实施例的示意性的截面图。
图14是显示根据本发明的光扩散板的再一个实施例的示意性的截面图。
[附图标记的简要说明]
1 表面发射光源设备
1’ 表面发射光源设备
2 光源
3 光扩散板
3a 后表面(一个表面)
3b 前表面(另一个表面)
3’ 光扩散板
3a’ 后表面(一个表面)
3b’ 前表面(另一个表面)
5 灯箱
6 无光泽表面
7 三角形脊
7’ 基本半圆形脊
8’ 柱透镜(脊)
10 液晶面板
20 液晶显示设备
20’ 液晶显示设备
31 框(侧表面板)
31a 前表面(侧表面板的前表面侧端面)
α 三角形脊的顶角
P 相邻三角形脊之间的间距
H 基本半圆形脊的高度
P’ 相邻基本半圆形脊之间的间距
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的液晶显示设备的一个实施例(实施例A)。在图1中,附图标记1表示表面发射光源设备(背光),10表示液晶显示面板,20表示液晶显示设备。液晶显示面板10包括液晶单元11和偏振片12、13,偏振片分别置于液晶单元11的顶侧和底侧上。
表面发射光源设备1被置于液晶显示面板10的底侧偏振片13的较低表面侧(后表面侧)处。该表面发射光源设备1包括低轮廓结构的灯箱5,其具有在平面图中为矩形的形状,并且在前侧(顶部)开口;在灯箱5中彼此间隔放置的多个线性光源2;和由树脂制成的置于所述多个线性光源2的前侧(顶部)的光扩散板3。灯箱5具有这种结构,即框31包括从平面图中的矩形形状的后板32的外围向前延伸的侧板,并且在前侧具有如图1所示的孔。光扩散板3被固定到灯箱5上,从而靠近灯箱前侧上的开口。光扩散板3被紧固到灯箱5上,处于这种状态,即光扩散板3的后表面3a的外围部分与灯箱5的框31的前表面31a接触。灯箱5在其内部衬有反射层(图中未示出)。
光扩散板3由树脂制成,其后表面3a上的整个表面被形成为图3所示的无光泽表面6。即,光扩散板3被处理成使被形成为无光泽表面6的光扩散板3的表面3a位于光源2的一侧(参见图1)。无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。虽然在实施例A中光扩散板3的后表面3a被形成为无光泽表面6,但是本发明并不局限于这种结构。只需要光扩散板3的后表面3a的至少一部分被形成为该无光泽表面6就足够了,该部分与框的前表面31a接触。例如,如图4所示,可以使用这种结构,即仅仅光扩散板3的后表面3a的与框的前表面31a接触的部分被形成为无光泽表面6。
在实施例A中,无光泽表面部分4包括多个形成于光扩散板3的前表面3b上的具有三角截面的三角形脊7。即,其上形成有三角形脊7的光扩散板3的表面3b被置于液晶显示面板10的一侧(参见图1)。三角形脊7的顶角α被设为在40至150度的范围内,且相邻三角形脊7之间的间距P被设为在10至500μm的范围内。还是在实施例A中,三角形脊7的截面具有等腰三角形的形状,其中形成顶角α的两边相等。
还是在实施例A中,三角形脊7由棱镜形状的脊8构成,该脊在平行于光扩散板3的表面的一个方向上延伸,并且这些棱镜形状的脊8在其纵向方向上彼此充分平行地放置(参见图2)。
还是在实施例A中,线性光源被用作光源2,且光源2的纵向和光扩散板3的棱镜形状的脊8的纵向充分重合。棱镜形状的脊8也被放置成使其纵向与光扩散板3的纵向N基本上一致(参见图2)。
在具有上述结构的表面发射光源设备1中,光扩散板3的后表面3a的至少一部分与灯箱5的框的前表面31a接触,该部分被形成为无光泽表面6,而该无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。从而,灯箱5的框的前表面31a和光扩散板3被放置成点接触或近似点接触,以减少两者之间的摩擦力,从而防止在灯箱5的框的前表面31a与光扩散板3彼此摩擦时产生恼人的噪声。
还是在实施例A中,由于具有三角形的截面的该多个三角形脊7被形成为向光扩散板3的前表面3b凸起,三角形脊7的顶角α被设置为在40至150度的范围内,且相邻三角形脊7之间的间距P被设置为在10至500μm范围内,发射光的亮度可被充分增加。
此外,在实施例A中,由于将光扩散板3的后表面3a的整个表面形成为具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm的无光泽表面6,和将三角形脊7形成为向光扩散板3的前表面3b凸起的互相促进效应,光可以很均匀地出射而不会有亮度上的不均匀,即可以在表面上获得高度均匀的亮度。在表面上可以提高的亮度的均匀型的范围根据相邻光源2之间的距离L和光扩散板3和光源2之间的距离d而改变。根据三角形脊7的顶角α的值,通过将光扩散板3和光源2之间的距离d设置得较小可以进一步提高表面上的亮度均匀性。
还是在实施例A中,由于光扩散板3的后表面3a的整个表面被形成为无光泽表面6,因此可以提高制造效率并且能更容易将被生产的产品转换为不同的尺寸。
根据本发明,当无光泽表面6被形成于光扩散板3的后表面3a的至少与框的前表面31a接触的部分上时,有必要使无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。当Ra小于0.8μm或Rsm大于300μm时,将不能获得充分抑制恼人的噪声的效果。由于很难制造具有大于15μm的Ra或小于100μm的Rsm的无光泽表面,会导致较低的生产率。尤其优选的是无光泽表面6具有在1.0至10μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在130至250μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
无光泽表面6的截面可具有,例如,基本半圆形形状或具有弯曲边界的扁平形状,尽管本发明并不局限于这种截面。无光泽表面6的截面可具有任何形状,只要满足了Ra在0.8至15μm范围内且Rsm在100至300μm范围内的条件。
对于形成无光泽表面6的方法并没有限制。例如,该无光泽表面可通过利用压花辊转印无光泽表面图案而形成,或通过在形成该表面的树脂中包括微粒使得该微粒突起并形成该无光泽表面的方法形成,然而本发明并不局限于这些方法。
根据本发明,当优选形成向光扩散板3的前表面3b凸起的多个具有三角形截面的三角形脊7时,有必要将三角形脊7的顶角α设置为在40至150度的范围内,且相邻三角形脊7之间的间距P设置为在10至500μm的范围内。通过将这些参数设置在这些范围内,发射光的亮度可被充分增加。具有低于40度的顶角α的表面结构很难形成为具有高精确度的产品,并且具有大于150度的顶角α的表面结构具有较低的收集光的效率。具有小于10μm的间距P的表面结构很难形成为具有高精确度的产品,并且具有大于500μm的间距P的表面结构易于产生显示出可见三角形脊7的条纹的间题。尤其优选将三角形脊7的顶角α设置为在60至120度的范围内,以及将间距P设置为在30至100μm的范围内。
优选将三角形脊7的高度h设置在1.0至800μm的范围内。大于1.0μm的高度允许充分实现增加亮度的效果,且不大于800μm的高度消除了出现三角形脊7的可见条纹的可能性。
然而在形成三角形脊7的方法上并没有限制,例如,利用模具热转印、注模处理、机压处理、挤压模塑处理或熔融挤压模塑处理通过利用压花辊可被应用。
相邻三角形脊7之间的基本V形截面可以是曲率半径约为5μm的弧形。三角形脊7的顶点也可以是弧形,只要不损害本发明的效果即可。可替换地,三角形脊7的顶点可以是平坦的,只要它具有约为间距P的十分之一的长度。
在实施例A中,光扩散板3的三角形脊7包括棱镜形状的脊8,其在平行于它的表面的一个方向上延伸(一维型)(参见图2)。然而,本发明并不局限于这种结构,光扩散板的三角形脊7还可包括在平行于其表面的两个不同的方向(例如,两个彼此垂直的方向)上延伸的棱镜形状的脊8(二维型)。
还是在实施例A中,三角形脊7的截面具有等腰三角形的形状,该等腰三角形形成顶角α的两条边相等,如图3所示。然而,本发明并不局限于这种结构,该截面可具有不等腰三角形的形状,只要该三角形满足了顶角α在40至150度范围内的条件。
还是在实施例A中,所有的三角形脊7都被形成为具有相同尺寸的相同形状。然而,本发明并不局限于这种结构,并且可以使用这样的结构,如三角形脊7的顶角α、三角形脊7的高度h和三角形脊7的间距P中的至少一个具有不同的值。例如,可以使用如图5所示的结构。
还是在实施例A中,尽管相邻的三角形脊7是彼此连续放置的,本发明并不局限于这种结构,只要不会对本发明的效果产生不利的影响。例如,可以在相邻三角形脊7之间设置平坦表面,如图6所示。
无光泽表面部分4可由三角形脊构成,该三角形脊不是具有在40至150度范围内的顶角α的三角形脊7,只要不会对本发明的效果产生不利的影响。类似地,无光泽表面部分4可由三角形脊构成,该三角形脊不是在三角形脊7之间的间距P在10至500μm范围内的三角形脊7,只要不会对本发明的效果产生不利的影响。
图8所示为根据本发明的液晶显示设备的另一个实施例(实施例B)。在图8中,附图标记1’表示表面发射光源设备(背光)、10表示液晶显示面板、20’表示液晶显示设备。液晶显示面板10包括液晶单元11和分别置于液晶单元11的上底侧的偏振片12、13。
表面发射光源设备1’被置于液晶面板10的底侧偏振片13的较低表面侧(后表面侧)上。表面发射光源设备1’包括具有低轮廓的箱结构的灯箱5,其在平面图中具有矩形形状并且前表面侧(顶表面侧)具有开口;多个线性光源2,在灯箱5中彼此间隔放置;和由树脂制成置于所述多个线性光源2的前表面侧(上侧)的光扩散板3’。灯箱5具有这种结构,即框31包括从平面图中的矩形形状的后板32的外围向前侧延伸的侧板,并且在前侧具有如图8所示的孔。光扩散板3’被固定到灯箱5上,从而靠近灯箱前表面侧上的开口。即,光扩散板3’被紧固到灯箱5上,处于这种状态,即光扩散板3’的后表面3a’的外围部分与灯箱5的框31的前表面31a接触。灯箱5在其内部排布有反射层(图中未示出)。
如图10所示,光扩散板3’由树脂制成的透光板构成,其后表面3a’的整个表面都被形成为无光泽表面6。即,光扩散板3’被处理成使被形成为无光泽表面6的光扩散板3’的表面3a’位于光源2的一侧(参见图8)。无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。虽然在实施例B中光扩散板3’的后表面3a’被形成为无光泽表面6,本发明并不局限于这种结构。只需要光扩散板3’的后表面3a’的至少一部分被形成为该无光泽表面6就足够了,该部分与框的前表面31a接触。例如,如图11所示,可以使用这种结构,即仅仅光扩散板3’的后表面3a’的与框的前表面31a接触的部分被形成为无光泽表面6。
无光泽表面部分4’包括多个被形成为在光扩散板3’的前表面3b’上凸起的基本半圆形脊7’,其具有半圆形截面。即,其上形成有基本半圆形脊7’的光扩散板3’的表面3b’被置于液晶显示面板10的一侧(参见图8)。相邻基本半圆形脊之间的间距P’被设为在10至500μm的范围内,基本半圆形脊的高度H被设为在30至500μm的范围内,且高H和间距P’的比率H/P’被设为在0.2至0.8的范围内。
在实施例B中,基本半圆形脊7’由柱透镜形脊(基本圆柱形脊)8’形成,其被形成为沿着平行于光扩散板3’的表面的一个方向延伸,且该多个柱透镜形脊8’被放置成在其纵向(轴向)彼此基本互相平行(参见图9)。术语“柱透镜形状”指的是由平行于中心线(纵向)方向的平面(其可以或可以不包括该轴方向)切割的基本圆柱体的一半的形状。
在实施例B中,柱透镜形脊8’由基本半圆柱形的脊,即具有被包括轴方向的平面等分的基本圆柱体的一半(半圆柱)的形状的脊形成。
在实施例B中,线性光源被用作光源2,并且该线性光源2被这样放置,使得其纵向基本上与光扩散板3’的柱透镜形脊8’的纵向一致。柱透镜形脊8’被放置成使得其纵向与光扩散板3’的的纵向(N’)一致(参见图9)。
表面发射光源设备1’中具有上述结构,光扩散板3’的后表面3a’的至少一部分被形成为无光泽表面6,该部分与灯箱5的框的前表面31a相接触,而该无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。从而灯箱5的框的前表面31a和光扩散板3’被设置成点接触或近似点接触,以减少两者之间的摩擦力,从而防止在灯箱5的框的前表面31a与光扩散板3彼此摩擦时产生恼人的噪声。
同样,由于相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’被设置成在10至500μm范围内,基本半圆形脊7’的高度被设置成在3至500μm范围内,且高度和间距的比率H/P被设置成在0.2至0.8范围内,出射光的亮度可被充分增加。
此外,在实施例B中,由于将光扩散板3’的后表面3a’的整个表面形成为具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm的无光泽表面6,和将半圆形脊7’形成为向光扩散板3’的前表面3b’凸起的互相促进效应,光可以很均匀地出射而不会有亮度上的不均匀,即可以在表面上获得高度均匀的亮度。
同样在实施例B中,由于将光扩散板3’的后表面3a’的整个表面都形成为无光泽表面6这种结构,可以提高制造效率并且更容易将被生产的产品转换为不同的尺寸。
根据本发明,当无光泽表面6被形成于光扩散板3’的后表面3a’的至少与框的前表面31a接触的部分上时,有必要使无光泽表面6具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。当Ra小于0.8μm或Rsm大于300μm时,将不能获得充分抑制恼人的噪声的效果。由于很难制造具有大于15μm的Ra或小于100μm的Rsm的无光泽表面,会导致较低的生产率。尤其优选的是无光泽表面6具有在1.0至10μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在130至250μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm。
无光泽表面6的截面可具有,例如,基本半圆形形状或具有弯曲边界的扁平形状,尽管本发明并不局限于这种截面。无光泽表面6的截面可具有任何形状,只要满足了Ra在0.8至15μm范围内且Rsm在100至300μm范围内的条件。
对于形成无光泽表面6的方法并没有限制。例如,该无光泽表面可通过利用压花辊转印无光泽表面图案而形成,或通过在形成该表面的树脂中包括微粒使得该微粒突起并形成该无光泽表面的方法形成。
同样根据本发明,当多个具有基本半圆柱形截面的基本半圆形脊7’被形成为在光扩散板3’的前表面3b’上突起时,有必要将相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’设置为在10至500μm范围内,将基本半圆形脊7’的高度H设置为在3至500μm范围内,并将高度和间距的比率H/P设置为在0.2至0.8范围内。通过将参数设置在这些范围内,出射光的亮度可被充分增加。具有小于10μm的间距P’的表面结构很难形成为具有高精确度的产品,且具有大于500μm的间距P’的表面结构易于产生显示出可见三角形脊7’的条纹的问题。当高度H低于3μm时,由于当基本半圆形脊7’被形成于光扩散板上时,突起7’的结构被热熔化,将变得很难形成预定的形状,并且高于500μm的高度H会导致将基本半圆形脊7’的图案转印到光扩散板形成的图形的低精确度。具有小于0.2的高度和间距的比率H/P的表面结构不具备足够的抑制亮度不均匀的效应,并且具有大于0.8的高度和间距的比率H/P的表面结构很难以高精确度形成。尤其优选将相邻半圆形脊7’之间的间距P’设置为在50至300μm范围内,将基本半圆形脊7’的高度H设置为在25至250μm范围内,并将高度和间距的比率H/P设置为在0.2至0.75范围内。
然而,对于形成三角形脊7’的方法上并没有限制,例如,利用模具热转印、注模处理、机压处理、挤压模塑处理或熔融挤压模塑处理通过利用压花辊可被应用。
在实施例B中,光扩散板3’的基本半圆形脊7’包括柱透镜形脊8’,其在平行于它的表面的一个方向上延伸(一维型)(参见图9)。然而,本发明并不局限于这种结构,光扩散板3’的基本半圆形脊7’还可包括在平行于其表面的两个不同的方向(例如,两个彼此垂直的方向)上延伸的柱透镜形脊8’(二维型)。
同样在实施例B中,尽管基本半圆形脊7’包括柱透镜形脊(基本半圆柱形脊)8’(参见图9),本发明并不局限于这种结构。例如,可以使用这种结构,如多个基本半圆形脊7’被彼此分离地放置于纵向N’上,所述脊在纵向N’上不连续。
同样在实施例B中,基本半圆形脊7’被形成为具有半圆形截面,尽管本发明并不局限于这种结构。例如,半圆形脊7’可具有被平面分成两半的圆柱体的不包括中心线的一半,或者可被形成为半椭圆形截面或是具有具有弯曲边界的扁平形状的截面,如图14所示。术语基本半圆形脊被用于包括这种形状的突起。
虽然实施例B具有这种在相邻半圆形脊7’之间具有平坦表面9的结构,本发明并不局限于这种结构。例如,如图13所示,可以使用这样的结构,如半圆形脊7’可被连续形成,且不具有形成于其间的平坦表面。在使用连续形成半圆形脊7’且不具有形成于其间的平坦表面的结构时,相邻半圆形脊7’之间的基本V形截面可以是曲率半径约为5μm的弧形,只要不损害抑制亮度不均匀的效果即可。在使用相邻半圆形脊7’之间形成有平坦表面9的结构时,优选设置平坦表面9的凹槽E的宽度使得E/P’的值低于0.1。
还是在上述实施例中,尽管基本半圆形脊7’被形成为具有相对于法线(垂直于水平线的垂线)对称的截面,该法线穿过圆心,如图10所示,本发明并不局限于这种结构。例如,可使用不对称的截面,例如左侧的圆弧比右侧的圆弧向前膨胀更多,或右侧的圆弧比左侧的圆弧向前膨胀更多,只要比例E/P’的值在0.1至0.8的范围内即可。
还是在上述实施例中,所有的基本半圆形脊7’都被形成为具有相同尺寸的相同形状。然而,本发明并不局限于这种结构,可以使用这样的结构,例如相邻的基本半圆形脊7’之间的间距P’、基本半圆形脊7’的高度H和高度与间距的比率H/P具有不同的值。例如,可以使用如图12所示的结构。
只要不损害本发明的效果,无光泽表面部分4’也可由除基本半圆形脊7’以外的基本半圆形脊构成,该基本半圆形脊7’的间距P’被设置为在10至500μm范围内、高度H被设置为在3至500μm范围内、以及高度和间距的比率H/P被设置为在0.2至0.8之间。
然而,对于光扩散板3的厚度S和光扩散板3’的厚度S’并没有限制,优选将厚度设置为在1.0至5.0mm范围内。
优选将光扩散板3或3’的总的透光率设置为在55至85%范围内,更优选55至75%。在这个范围内,通过前述的互相促进效果,可以获得足够水平的亮度并获得足够的抑制亮度不均匀的效果。对于可通过增加例如光扩散剂控制的总的透光率并不作限制。总的透光率是根据JIS K7361-1(1997)测得的。在实施例B中,总的透光率是通过将光扩散板3’的前表面3b’正对积分球并从右至左扫描间距测得的,其中在前表面上形成有基本半圆形脊7’。
根据本发明,虽然未对光扩散板3或3’进行限制,可使用由单层半透明树脂或多层板构成的板,该多层板由半透明树脂制成的基层和堆叠于基层的至少一个表面上的由不同种的半透明树脂制成的一层或多层构成。
可将例如丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、环状聚烯烃、环状烯烃共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、MS树脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物)、ABS树脂(丙烯腈(acrylonitryl)-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂)、AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物)等用作半透明树脂。
根据需要,光扩散板3和3’包括添加于其中的光扩散剂(光扩散颗粒)。对于用作光扩散剂的材料并没有限制,只要它是由具有不同于用于形成光扩散板3和3’的半透明树脂的折射率的颗粒形成的。对无机光扩散剂,尽管没有对其作出限制,但诸如碳酸钙、硫化钡、氧化钛、氢氧化铝、硅、玻璃、滑石、云母、白炭墨、氧化镁、氧化锌等的材料可被采用。这些材料可以用脂肪酸等作表面处理。对于有机光扩散剂,尽管没有对其作出限制,诸如共聚合的苯乙烯颗粒、共聚合的丙烯颗粒、共聚合的硅氧烷颗粒等的材料可被采用。尤其优选采用具有平均分子量为500,000至5,000,000的高聚合物颗粒或具有在溶解于丙酮中时胶化的比例为不低于重量的10%的交联聚合物颗粒。对于光扩散剂,可以采用上述材料中的一种或其两个或更多个的混合物。
考虑到光扩散性能的因素,半透明树脂和光扩散剂之间折射率的差的绝对值优选为0.02或更多,并且考虑到透光率的因素,该绝对值优选不大于0.13。从而,半透明树脂和光扩散剂之间折射率的差的绝对值优选在0.02至0.13范围内。
光扩散板3和3’可包括添加剂,例如紫外线吸收剂、热稳定剂、抗氧化剂、风化剂、光稳定剂、荧光漂白剂或对其添加的处理稳定剂。当添加紫外线吸收剂时,优选向100质量份(parts by mass)的半透明树脂中添加0.1至3%质量份的紫外线吸收剂。在这个范围内,可以抑制紫外线吸收剂流到表面上,从而将外观保持良好状态。当也添加热稳定剂时,优选对半透明树脂中含有的1质量份的紫外线吸收剂添加不超过2质量份的热稳定剂,更优选对半透明树脂中含有的1质量份的紫外线吸收剂添加0.01质量份至1质量份的热稳定剂。
然而对光源2不作限定,可使用点光源例如发光二极管,以及线性光源例如荧光灯、卤素灯或钨丝灯。
为了减少耗电量,相邻光源2、2之间的距离L优选设置为不低于10mm。为了减小液晶显示设备的厚度,光源2和光扩散板3或3’之间的距离d优选设置为不大于50mm。d∶L的比值优选在1∶5至5∶1的范围内。更优选将相邻光源2,2之间的距离L设置为10至100mm范围内,将光源2和光扩散板3或3’之间的距离d设置为在10至50mm范围内。
本发明的光扩散板3或3’、表面发射光源设备1或1’和液晶显示设备20或20’并不局限于上述的实施例A和B中的那些,可在权利要求的范围内作出任何修改而不脱离本发明的精神。
实例
现在将描述本发明的实例,然而应当理解本发明并不局限于这些实例。
原材料
半透明树脂A:苯乙烯树脂(由Toyo Styrene Co.,Ltd.制造的“HRM40”,折射率1.59)
半透明树脂B:MS树脂(由Nippon Steel Chemical Co.,Ltd.制造的“MS200NT”,折射率1.57,苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯=80质量份/20质量份)
光扩散剂A:交联PMMA颗粒(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的“Sumipex XClA”,折射率为1.49,平均重量的平均颗粒尺寸为35μm)
光扩散剂B:交联硅氧烷聚合物颗粒(由Toray Dow Coming Inc.制造的“Torayfil DY33-719”,折射率为1.42,平均体积的平均颗粒尺寸为2μm)
光扩散剂C:由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造的“KE-P50”(折射率为1.43,平均颗粒尺寸为0.54μm)
光扩散剂D:由Momentive Performance Materials Japan制造的“Tospal 120”(折射率为1.49,平均体积的平均颗粒尺寸为2μm)
光扩散剂母料A:以干法工艺混合52.0质量份的半透明树脂A,40.0质量份的光扩散剂A,4.0质量份的光扩散剂B,2.0质量份的Sumisoap 200(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的紫外线吸收剂)和2.0质量份的Sumiriser GP(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的热稳定剂)。该混合物被装入65mm二轴挤压机器的储料器中,从而在气缸中熔融并混合且以股(strand)的形式挤出,即形成为小球作为光扩散剂母料A。该挤出处理通过气缸温度设置为向着下游逐步增高来执行,从在低于储料器的位置处的200℃至挤压模附近的250℃。
光扩散剂母料B:以干法工艺混合75.8质量份的半透明树脂B,23.0质量份的光扩散剂A,1.0质量份的LA-31(由ADEKA公司制造的紫外线吸收剂)和0.2质量份的Sumiriser GP(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的热稳定剂)。该混合物被装入65mm二轴挤压机器的储料器中,从而在气缸中熔融并混合且以股的形式挤出,即形成为小球作为光扩散剂母料A。该挤出处理通过气缸温度设置为向着下游逐步增高来执行,从在低于储料器的位置处的200℃至挤压模附近的250℃。
光扩散剂母料C:以干法工艺混合86.0质量份的半透明树脂B,10.0质量份的光扩散剂D,2.0质量份的Sumisoap 200(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的紫外线吸收剂)和2.0质量份的Sumiriser GP(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造的热稳定剂)。该混合物被装入65mm二轴挤压机器的储料器中,从而在气缸中熔融并混合且以股的形式挤出,即形成为小球作为光扩散剂母料A。该挤出处理通过气缸温度设置为向着下游逐步增高来执行,从在低于储料器的位置处的200℃至挤压模附近的250℃。
实例A1
以干法工艺混合97.0质量份的半透明树脂A和3.0质量份的光扩散剂母料A,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时光扩散剂母料B在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模(multi-manifold die)实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成中间层(基层),并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成表层。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由三层(厚度为1.9mm的中间层和每个的厚度均为0.05mm的两个表面层)构成的光扩散板3,其测得的宽度为23.0cm,厚度为2.0mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度2.0mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布光扩散板3的一个表面(后表面)。无光泽表面6的算术平均表面粗糙度Ra是1.24μm,且无光泽表面6的平均表面不规则性间隔Rsm是169.0μm。光扩散板3的其他表面(前表面)3b被形成为光滑表面。
实例A2
以干法工艺混合97.0质量份的半透明树脂A和4.5质量份的光扩散剂母料A,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时光扩散剂母料B在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成中间层(基层),并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成表层。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由三层(厚度为1.4mm的中间层和每个的厚度均为0.05mm的两个表面层)构成的光扩散板3,其测得的宽度为23.0cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布光扩散板3的一个表面(后表面)(参见图3)。无光泽表面6的算术平均表面粗糙度Ra是4.19μm,且无光泽表面6的平均表面不规则性间隔Rsm是195.0μm。
在该三个抛光辊中,中间辊被具有形成于其表面上的突起的片层覆盖,该片层紧固于其圆周表面上。从而由三角形脊7形成的多个脊8被形成于光扩散板3的另一表面(前表面)3b的整个表面上(参见图2和3)。三角形脊7的顶角α是90.0度,且相邻三角形脊7之间的间距P是50.0μm。
实例A3
在实例1中获得的光扩散板的前表面(光滑表面)的整个表面上,通过利用热压机(由Shinto Metal Industries,Ltd.制造的Shindo模型ASF液压机)形成由三角形脊7形成的多个脊8(参见图3),从而制出具有2.0mm的厚度的光扩散板3。在热压操作中,在实例1中获得的光扩散板被放置成使其前表面(光滑表面)在热压机上面向上,以及将棱镜薄膜放置成使棱镜在前表面(光滑表面)上面向下,并且施加约3分钟的压力,同时热压机的温度被设置为在上表面侧为160℃且在下表面侧为70℃。在前表面3b上通过热压形成了三角形脊7,同时后表面3a上的无光泽表面6得以保持。三角形脊7的顶角α是90.0度,且相邻三角形脊之间的间距P是50.0μm。
实例A4
以干法工艺混合99.7质量份的半透明树脂A和0.3质量份的光扩散剂C,并将该混合物在挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。由第一挤压机器提供给供料头的树脂在250℃的挤压温度下被多重多管模进行单层挤压成型处理,并被抛光辊压制和冷却,从而制成树脂板(在两个表面上都是光滑的),其测得的宽度为23.0cm,厚度为2.0mm。
然后在树脂板的一个表面上通过利用热压机(由Shinto Metal Industries,Ltd.制造的Shindo模型ASF液压机)形成无光泽表面。在热压操作中,铜板(具有通过喷砂形成的Ra=6.0μm和Rsm=111.0μm的无光泽表面)在热压机上被放置成使其无光泽表面面向上位于树脂板下方,这样施加约3分钟的压力,且其热压温度被设置为在上表面侧为70℃且在下表面侧为170℃。通过热压操作,可制成在其一个表面(后表面)上遍布形成无光泽表面的光扩散板3。无光泽表面6具有5.75μm的算术平均表面粗糙度Ra和163.0μm的平均表面不规则性间隔Rsm。光扩散板3的另一个表面(前表面)3b是光滑的。
实例A5
以干法工艺混合99.7质量份的半透明树脂A和0.3质量份的光扩散剂C,并将该混合物在挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。由第一挤压机器提供给供料头的树脂在250℃的挤压温度下被多重多管模进行单层挤压成型处理,并被抛光辊压制和冷却,从而制成树脂板(在两个表面上都是光滑的),其测得的宽度为23.0cm,厚度为2.0mm。
然后在树脂板的一个表面(后表面)上形成无光泽表面,并且通过利用热压机(由Shinto Metal Industries,Ltd.制造的Shindo模型ASF液压机)在另一个表面(前表面)上形成突起的由三角形脊7构成的多个脊8。在热压操作中,将棱镜薄膜放置在树脂板上,使棱镜面向下,以及铜板(具有通过喷砂形成的Ra=3.15μm和Rsm=170.0μm的无光泽表面)在热压机上被放置成使其无光泽表面面向上位于树脂板下方,这样施加约3分钟的压力,且其热压温度被设置为在上表面侧为160℃且在下表面侧为170℃。通过热压操作,可制成光扩散板3,在其一个表面(后表面)上遍布形成无光泽表面,且在该光扩散板3的另一个表面(前表面)3b上形成突起的由三角形脊7构成的多个脊8(参见图3)。无光泽表面6具有5.74μm的算术平均表面粗糙度Ra和174.0μm的平均表面不规则性间隔Rsm。三角形脊7的顶角α是90.0度,且相邻三角形脊之间的间距P是50.0μm。
比较例A1
以干法工艺混合97.0质量份的半透明树脂A和3.0质量份的光扩散剂母料A,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时半透明树脂A在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成中间层(基层),并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成表层。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由三层(厚度为1.9mm的中间层和每个的厚度均为0.05mm的两个表面层)构成的光扩散板,其测得的宽度为23.0cm,厚度为2.0mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度2.0mm,然而未将光扩散颗粒加入树脂构成表面层,从而不会形成光扩散颗粒的突起,因而造成两个表面基本上都是光滑表面。光扩散板的两个表面都具有0.21μm的算术平均表面粗糙度Ra和0.56μm的平均表面不规则性间隔Rsm。
比较例A2
以干法工艺混合99.7质量份的半透明树脂A和0.3质量份的光扩散剂C,并将该混合物在挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。由挤压机器提供给供料头的树脂在250℃的挤压温度下被多重多管模进行单层挤压成型处理,并被抛光辊压制和冷却,从而制成树脂板(在两个表面上都是光滑的),其测得的宽度为23.0cm,厚度为2.0mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为2.0mm,因而不会形成光扩散颗粒的突起,从而造成两个表面基本上都是光滑表面。光扩散板的两个表面都具有0.07μm的算术平均表面粗糙度Ra,而平均表面不规则性间隔Rsm无法测量(Rsm小于0.04μm的可测量极限)。
比较例A3
在比较例2中获得的光扩散板的一个表面(充分光滑的表面)的整个表面上,通过利用热压机(由Shinto Metal Industries,Ltd.制造的Shindo模型ASF液压机)形成由三角形脊构成的多个脊,从而制成具有2.0mm的厚度的光扩散板。在热压操作中,在比较例2中获得的光扩散板被放置成使其在热压机上一个表面面向上并在其上放置棱镜薄膜,其上的棱镜面向下,这样施加约3分钟的压力,且其热压温度被设置为在上表面侧为160℃且在下表面侧为70℃。当在一个表面上通过热压形成三角形脊时,保留另一个表面上的光滑表面。三角形脊7的顶角α是90.0度,且相邻三角形脊之间的间距P是50.0μm。
根据下述方法评估利用上述方法制成的光扩散板。评估结果如表A1所示。
表A1
无光泽表面的特性 | 三角形脊特性 | 光扩散板的总的透光率Tt(%) | 光扩散板的扩散率D(%) | 亮度均匀性(%) | 噪声抑制性能 | |||
Ra(μm) | Rsm(μm) | 顶角α(度) | 间距P(μm) | |||||
实例1 | A1.24 | A169.0 | - | - | A71.0 | A43.1 | A85.3 | A |
实例2 | A4.19 | A195.0 | A90.0 | A50.0 | A60.8 | A50.6 | A95.2 | A |
实例3 | A1.24 | A169.0 | A90.0 | A50.0 | A52.9 | A60.7 | A93.7 | A |
实例4 | A5.75 | A163.0 | - | - | A70.1 | A25.7 | A86.8 | A |
实例5 | A5.74 | A174.0 | A90.0 | A50.0 | A53.2 | A61.8 | A98.1 | A |
比较例1 | A0.21 | A0.56 | - | - | A69.0 | A44.7 | A90.4 | C |
比较例2 | A0.07 | 无法测量 | - | - | A68.7 | A28.5 | A81.5 | C |
比较例3 | A0.05 | 无法测量 | A90.0 | A50.0 | A51.9 | A26.3 | A86.8 | C |
总的透光率的测量
光扩散板的总的透光率(%)是通过利用光能见度测量仪(由MurakamiColor Engineering Laboratory制造的“HR-100”)根据JIS K7361-1(1997)测量的。
亮度均匀性的评估
通过将市场可购得的20英寸液晶电视机中的液晶面板、不同的光学薄膜和光扩散板去除来准备由聚碳酸酯制成的灯箱(其中具有多个彼此间隔一定距离放置的荧光灯)。由实例或比较例的步骤制成的光扩散板被固定到灯箱上,与框的前表面接触,从而将该灯箱设备封闭。然后通过由I-System Co.,Ltd.制造的亮度计“Eye Scale-3WS”测量其上设置有光扩散板的实验装置发出的光的亮度。利用下述等式根据亮度的最小值“C1”和亮度的最大值“C2”计算亮度均匀性(%)。
亮度均匀性(%)=C1/C2×100
利用下述步骤测量亮度。将20英寸液晶电视机放置于暗室的地板上,使其前表面侧面向上(后表面位于地板上),控制该暗室的温度和湿度为恒定的(温度25.0℃,湿度50.0%)。将照相机置于液晶电视机的上方,使其面向下方从而可以捕获到液晶电视机的整个前表面。液晶电视机的前表面和照相机之间的距离被设置为65.0cm,且测量条件被设置为1/500秒的快门速度、增益为1和光圈为16。在液晶电视机的中心周围60mm乘60mm的区域内进行测量,根据测得的数据中的亮度的最小值和亮度的最大值计算亮度均匀性(%)。
用于实例A1至A5和比较例A1至A3中的从市场获得的20英寸液晶电视机具有下述参数,相邻光源之间的距离L为28.0mm、光源的直径为3.0mm、光扩散板和光源之间的距离d为11.0mm以及光源和反射器(灯箱的底表面)之间的距离f为2.0mm(参见图1)。具有三角形截面的反射三角形脊被形成于反射器(灯箱的底面)上的相邻光源之间的间隔的中心处,且该具有三角形截面的反射三角形脊沿光源的纵向(灯箱的纵向)延伸。反射三角形脊的顶角β为90.0度,以及反射三角形脊的基底侧的长度M为8.0mm(参见图1)。
光扩散板的扩散率D的测量
扩散率D(%)是通过利用自动扫描光度计(由Murakami Color EngineeringLaboratory制造的“GP230”)测量透射光的强度分布的改变来确定的,这些光是以特定角度入射到光扩散板(在实例或比较例中制成的)上的。光扩散板的后表面指向光源且光扩散板的前表面指向积分球。通过扫描跨越三角形脊的间距进行测量,在光扩散板在前表面上形成有三角形脊的情况下,通过将光束的直径设置为1.7mm、将发射光的强度和接收光的灵敏度设置为常数以及将光的入射角设置为0度来进行。
恼人的噪声抑制性能的评估
与在评估亮度均匀性中所使用的相同,通过将市场可购得的20英寸液晶电视机中的液晶面板、不同的光学薄膜和光扩散板去除来准备由聚碳酸酯制成的灯箱(其中具有多个彼此间隔一定距离放置的荧光灯)。由实例或比较例的步骤制成的光扩散板被固定到灯箱上,与框的前表面接触,从而将该灯箱设备封闭。然后将液晶面板重新放置到灯箱上,从而重建该液晶电视机。用两手以垂直姿态的正常状态抓住该液晶电视机,并且以约180次每分钟的频率前后摇晃该电视机,看是否产生噪声。在不产生噪声时给出等级“A”,在产生轻微噪声时给出“B”,以及在产生显著噪声时给出“C”。
算术平均表面粗糙度Ra的测量
根据JIS B0601-2001测量算术平均表面粗糙度Ra。通过利用表面粗糙度计(由Mitsutoyo Corporation制造的“SJ-201P”)测量光扩散板的无光泽表面的算术平均表面粗糙度Ra,该粗糙度计被设置了2.5×5的截止值和自动测量范围。
平均表面不规则性间隔Rsm的测量
根据JIS B0601-2001测量平均表面不规则性间隔Rsm。通过利用表面粗糙度计(由Mitsutoyo Corporation制造的“SJ-201P”)测量光扩散板的无光泽表面平均表面不规则性间隔Rsm,该粗糙度计被设置了2.5×5的截止值和自动测量范围。
如可从表中看出的,通过利用根据本发明的实例A1至A5的光扩散板构成的表面发射光源设备和液晶显示设备能令人满意地抑制恼人的噪声的产生。
比较例A1至A3的那些,其已经超出了本发明的范围,则不能抑制噪声的产生。
根据下述的测量实例A4、实例A5、比较例A2和比较例A3中制成的光扩散板的光谱透射率的方法测量光谱透射率。测量结果如图7所示。
测量光谱透射率的方法
通过利用记录型光谱光度计(由Hitachi Keisokuki制造的“U-4000”)在可见光范围内测量光谱透射率,使光扩散板的后表面指向光源,且光扩散板的前表面指向积分球。在光扩散板具有形成于其前表面上的三角形脊的情况下,通过跨越三角形脊的间距扫描进行测量。
图7所示的实例A4和比较例A2的对比显示了在不考虑是否形成有无光泽表面(在实例A4中形成了,且在比较例A2中没有形成)的情况下在可见光范围内几乎保持一致。
另一方面,图7所示的实例A5和比较例A3的对比,显示了在光扩散板具有形成于其上的三角形脊(实例A5)的情况下通过形成无光泽表面能较大提高可见光范围内的透射率。没有形成无光泽表面的比较例A3显示了在可见光范围内的低透射率。
实例B1
以干法工艺混合97.5质量份的半透明树脂A和2.5质量份的光扩散剂母料C,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时以干法工艺混合67.8质量份的半透明树脂B和32.2质量份的光扩散剂母料B,并将该混合物在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.43mm的基层和厚度为0.07mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为23.5cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’。无光泽表面6的算术平均表面粗糙度Ra是1.10μm,且无光泽表面6的平均表面不规则性间隔Rsm是202μm。
在三个抛光辊中,该中间辊被具有形成于其表面上的半圆形截面的凹槽的片层覆盖,该片层紧固于其圆周表面上。从而在基层的整个表面上形成许多半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个柱透镜形脊8’(参见图9和10)。基本半圆形脊7’的高度H为35.2μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为102.4μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.34。
实例B2
以干法工艺混合97.5质量份的半透明树脂A和2.5质量份的光扩散剂母料C,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时以干法工艺混合67.8质量份的半透明树脂B和32.2质量份的光扩散剂母料B,并将该混合物在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.42mm的基层和厚度为0.07mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为22.8cm,厚度为1.49mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.49mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布后表面。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面都被形成为无光泽表面6。无光泽表面6的算术平均表面粗糙度Ra是1.21μm,且无光泽表面6的平均表面不规则性间隔Rsm是210μm。
在三个抛光辊中,该中间辊具有在其圆周表面上以条纹形式形成的多个半圆形截面的凹槽。从而在基层的整个表面上形成多个半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个柱透镜形脊8’(参见图9和10)。基本半圆形脊7’的高度H为43.8μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为149.6μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.29。
实例B3
以干法工艺混合97.5质量份的半透明树脂A和2.5质量份的光扩散剂母料C,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时以干法工艺混合67.8质量份的半透明树脂B和32.2质量份的光扩散剂母料B,并将该混合物在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.45mm的基层和厚度为0.05mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为23.6cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布后表面。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面都被形成为无光泽表面6。无光泽表面6的算术平均表面粗糙度Ra是1.22μm,且无光泽表面6的平均表面不规则性间隔Rsm是205μm。
在三个抛光辊中,该中间辊具有在其圆周表面上以条纹形式形成的多个半圆形截面的凹槽。从而在基层的整个表面上形成多个半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个突起的柱透镜形脊8’(参见图13)。如图13所示,这种连续结构的表面被形成为在相邻基本半圆形脊7’之间不形成平坦部分。基本半圆形脊7’的高度H为68.5μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为279.6μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.24。
比较例B1
以干法工艺混合97.5质量份的半透明树脂A和2.5质量份的光扩散剂母料C,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时在第二挤压机器中熔融并混合半透明树脂B,且将其提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.43mm的基层和厚度为0.07mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为23.0cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,然而没有在提供给第二挤压机器的半透明树脂B中添加光扩散颗粒,并且因而未形成光扩散颗粒的突起,从而造成基本上光滑的表面遍布整个后表面层。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面基本上都是光滑的。光扩散板的后表面3a’具有0.13μm的算术平均表面粗糙度Ra,而平均表面不规则性间隔Rsm无法测量(Rsm低于0.04μm的测量极限)。
在三个抛光辊中,该中间辊具有在其圆周表面上以条纹形式形成的多个半圆形截面的凹槽。从而在基层的整个表面上形成多个半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个突起的柱透镜形脊8’(参见图9和10)。基本半圆形脊7’的高度H为37.4μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为102.8μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.36。
比较例B2
以干法工艺混合99.8质量份的半透明树脂A和0.2质量份的光扩散剂D,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时在第二挤压机器中熔融并混合半透明树脂B,且将其提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.42mm的基层和厚度为0.08mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为22.8cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,然而没有在提供给第二挤压机器的半透明树脂B中添加光扩散颗粒,并且因而未形成光扩散颗粒的突起,从而造成基本上光滑的表面遍布整个后表面层。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面基本上都是光滑的。光扩散板的后表面3a’具有0.11μm的算术平均表面粗糙度Ra,而平均表面不规则性间隔Rsm无法测量(Rsm低于0.04μm的测量极限)。
在三个抛光辊中,该中间辊具有在其圆周表面上形成的多个半圆形截面的凹槽。从而在基层的整个表面上形成多个半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个突起的柱透镜形脊8’(参见图9和10)。基本半圆形脊7’的高度H为46.2μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为149.6μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.31。
比较例B3
以干法工艺混合99.8质量份的半透明树脂A和0.2质量份的光扩散剂D,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时在第二挤压机器中熔融并混合半透明树脂B,且将其提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.43mm的基层和厚度为0.07mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为23.0cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,然而没有在提供给第二挤压机器的半透明树脂B中添加光扩散颗粒,并且因而未形成光扩散颗粒的突起,从而造成基本上光滑的表面遍布整个后表面层。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面基本上都是光滑的。光扩散板的后表面3a’具有0.06μm的算术平均表面粗糙度Ra,而平均表面不规则性间隔Rsm无法测量(Rsm低于0.04μm的测量极限)。
由于该三个抛光辊在其圆周表面上都是镜面抛光的,光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面都是光滑的。即,没有在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’上形成基本半圆形脊7’。
比较例B4
以干法工艺混合97.5质量份的半透明树脂A和2.5质量份的光扩散剂母料C,并将该混合物在第一挤压机器中熔融并混合,且被提供给供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。同时以干法工艺混合67.8质量份的半透明树脂B和32.2质量份的光扩散剂母料B,并将该混合物在第二挤压机器中熔融并混合,且被提供给该供料头,该机器的气缸温度被设置在190至250℃范围内。
通过在250℃的挤压温度下利用多重多管模实现混合挤压成型操作,从而由第一挤压机器提供给供料头的树脂可形成基层,并且由第二挤压机器提供给供料头的树脂可形成后表面层(在后表面侧上的表面层)。这些层被抛光辊压制到一起并冷却,从而制出由两层(厚度为1.43mm的基层和厚度为0.07mm的后表面层)构成的光扩散板3’,其测得的宽度为23.2cm,厚度为1.5mm。
在三个抛光辊中,中间辊和下辊之间的间隙,在成型过程中被设置为大于光扩散板的厚度1.5mm,从而允许加入到树脂中从表面突起的光扩散颗粒不会被消除,从而造成无光泽表面6遍布后表面。即,光扩散板3’的一个表面(后表面)3a’的整个表面都被形成为无光泽表面6。无光泽表面6具有1.23μm的算术平均表面粗糙度Ra和201μm的平均表面不规则性间隔Rsm。
在三个抛光辊中,该中间辊具有在其圆周表面上以条纹形式形成的多个半圆形截面的凹槽。从而在基层的整个表面上形成多个突起的半圆形截面的半圆形脊7’。即,在光扩散板3’的另一个表面(前表面)3b’的整个表面上形成多个突起的柱透镜形脊8’(参见图9和10)。基本半圆形脊7’的高度H为10.0μm,相邻基本半圆形脊7’之间的间距P’为62.8μm,以及高度和间距的比值H/P’为0.16。
根据下述方法对以上述内容制成的光扩散板进行评估。评估结果如表B1所示。
表B1
无光泽表面的特性 | 基本半圆形脊的特性 | E(μm) | 光扩散板的总的透光率Tt(%) | 光扩散板的扩散率D(%) | 亮度均匀性(%) | 恼人的噪声抑制性能 | ||||
Ra(μm) | Rsm(μm) | 间距P(μm) | 高度H | H/P | ||||||
实例1 | B1.10 | B202 | B102.4 | B35.2 | B0.34 | B4.5 | B65.2 | B34.4 | B94.1 | A |
实例2 | B1.21 | B210 | B149.6 | B43.8 | B0.29 | B7.7 | B68.1 | B32.5 | B92.5 | A |
实例3 | B1.22 | B205 | B279.6 | B68.5 | B0.24 | B0 | B68.6 | B26.2 | B93.2 | A |
比较例1 | B0.13 | 无法测量 | B102.8 | B37.4 | B0.36 | B6.4 | B64.7 | B32.6 | B93.8 | C |
比较例2 | B0.11 | 无法测量 | B149.6 | B46.2 | B0.31 | B5.5 | B68.0 | B28.7 | B92.4 | C |
比较例3 | B0.06 | 无法测量 | - | - | - | - | B79.1 | B30.7 | B80.7 | C |
比较例4 | B1.23 | B201 | B62.8 | B10.0 | B0.16 | B23.7 | B75.3 | B31.2 | B84.8 | A |
E:平坦部分的凹槽宽度
总的透光率的测量
光扩散板的总的透光率(%)是通过利用光能见度测量仪(由MurakamiColor Engineering Laboratory制造的“HR-100”)根据JIS K736l-1(1997)测量的。通过将该光扩散板的前表面指向积分球且以从左到右的方向跨越间距扫描进行测量,其中前表面上形成有脊。
亮度均匀性的评估
通过将市场可购得的20英寸液晶电视机中的液晶面板、不同的光学薄膜和光扩散板去除来准备由聚碳酸酯制成的灯箱(其中具有多个彼此间隔一定距离放置的荧光灯)。由实例或比较例的步骤制成的光扩散板被固定到灯箱上,与框的前表面接触,从而将该灯箱设备封闭。然后通过由I-System Co.,Ltd.制造的亮度计“Eye Scale-3WS”测量其上设置有光扩散板的实验装置发出的光的亮度。利用下述等式根据亮度的最小值“C1”和亮度的最大值“C2”计算亮度均匀性(%)。
亮度均匀性(%)=C1/C2×100
利用下述步骤测量亮度。将20英寸液晶电视机放置于暗室的地板上,使其前表面侧面向上(后表面位于地板上),控制该暗室的温度和湿度为恒定的(温度25.0℃,湿度50.0%)。将照相机置于液晶电视机的上方,使其面向下方从而可以捕获到液晶电视机的整个前表面。液晶电视机的前表面和照相机之间的距离被设置为65.0cm,且测量条件被设置为快门速度1/500秒、增益为1和光圈为16。在液晶电视机的中心周围60mm乘60mm的区域内进行测量,根据测得的数据中的亮度的最小值和亮度的最大值计算亮度均匀性(%)。
用于实例B1至B3和比较例B1至B4中的从市场获得的20英寸液晶电视机具有12个光源,相邻光源之间的距离L为26.0mm、光源的直径为4.0mm、光扩散板和光源之间的距离d为12.0mm且光源和反射器(灯箱的底面)之间的距离f为1.0mm(参见图8)。
光扩散板的扩散率D的测量
扩散率D(%)是通过利用自动扫描光度计(由Murakami Color EngineeringLaboratory制造的“GP230”)测量透射光的强度分布的改变确定的,这些光是以特定角度入射到光扩散板(在实例或比较例中制成的)上的。光扩散板的后表面指向光源且光扩散板的前表面指向积分球。在将光束的直径设置为1.7mm、设置发射光的强度和接收光的灵敏度并将光的入射角设置为0度的情况下,通过跨越基本半圆形脊的间距扫描进行测量。
恼人的噪声抑制性能的评估
与在评估亮度均匀性中所使用的相同,通过将市场可购得的20英寸液晶电视机中的液晶面板和光扩散板去除来准备由聚碳酸酯制成的灯箱(其中具有多个彼此间隔一定距离放置的荧光灯)。由实例或比较例的步骤制成的光扩散板被固定到灯箱上,与框的前表面接触,从而将该灯箱设备封闭。然后将液晶面板重新放置到灯箱上,从而重建该液晶电视机。用两手以垂直姿态的正常状态抓住该液晶电视机,并且以约180次每分钟的频率前后摇晃该电视机,看是否产生噪声。在不产生噪声时给出等级“A”,在产生轻微噪声时给出“B”,以及在产生显著噪声时给出“C”。
算术平均表面粗糙度Ra的测量
根据JIS B0601-2001测量算术平均表面粗糙度Ra。通过利用表面粗糙度计(由Mitsutoyo Corporation制造的“SJ-201P”)测量光扩散板的无光泽表面的算术平均表面粗糙度Ra,该粗糙度计被设置了2.5×5的截止值和自动测量范围。
平均表面不规则性间隔Rsm的测量
根据JIS B0601-2001测量平均表面不规则性间隔Rsm。通过利用表面粗糙度计(由Mitsutoyo Corporation制造的“SJ-201P”)测量光扩散板的无光泽表面平均表面不规则性间隔Rsm,该粗糙度计被设置了2.5×5的截止值和自动测量范围。
如可从表中看出的,通过利用根据本发明的实例B1至B3的光扩散板构成的表面发射光源设备和液晶显示设备能令人满意地抑制噪声的产生。
比较例B1至B3的那些,其已经超出了本发明的范围,则不能抑制噪声的产生。在比较例B4的情况下,其中H/P’的值低于根据本发明指定的范围,将不能获得令人满意的抑制亮度不均匀的效果。
本发明的光扩散板优选用作表面发射光源设备的光扩散板,但是并不局限于本申请。本发明的表面发射光源设备优选被用作液晶显示设备的背光,但并不局限于本申请。
Claims (7)
1.一种表面发射光源设备,包括在灯箱中彼此间隔一定距离放置的多个光源,该灯箱由树脂制成且具有开口前侧;和光扩散板,其由树脂制成且被置于灯箱框的前侧上,以便封闭灯箱的开口,其中与框的前表面接触的光扩散板的后表面的至少一部分被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,
其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,相邻基本半圆形脊之间的间距(P)被设置为在10至500μm的范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm的范围内,且高度和间距的比率(H/P)被设置为在0.2至0.8的范围内。
2.一种表面发射光源设备,包括多个在灯箱中彼此间隔一定距离放置的光源,该灯箱由树脂制成且具有开口前侧;和光扩散板,其由树脂制成且被放置于灯箱的框的前侧上,以便封闭灯箱的开口,其中光扩散板的整个后表面被形成为无光泽表面,该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,
其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的前表面上突起,而相邻基本半圆形脊之间的间距(P)被设置为在10至500μm的范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm的范围内,且高度和间距的比率(H/P)被设置为在0.2至0.8的范围内。
3.根据权利要求1或2的表面发射光源设备,其中基本半圆形脊是柱透镜形脊,光源是线性光源,且所述柱透镜形脊被放置成使其纵向与线性光源的纵向基本上一致。
4.根据权利要求1至2中任何一个的表面发射光源设备,其中光扩散板的总的透光率在55至85%的范围内。
5.一种液晶显示设备,包括根据权利要求1至4中任何一个的表面发射光源设备,和置于该表面发射光源设备的前侧上的液晶显示面板。
6.一种由树脂制成的光扩散板,至少其一个表面的外围部分被形成为无光泽表面,其中该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,
其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的另一个表面上突起,而相邻基本半圆形脊之间的间距(P)被设置为在10至500μm的范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm的范围内,且高度和间距的比率(H/P)被设置为在0.2至0.8的范围内。
7.一种由树脂制成的光扩散板,其一个表面上的整个表面被形成为无光泽表面,其中该无光泽表面具有在0.8至15μm范围内的算术平均表面粗糙度Ra和在100至300μm范围内的平均表面不规则性间隔Rsm,
其中多个具有基本半圆形截面的基本半圆形脊被形成为在光扩散板的另一个表面上突起,而相邻基本半圆形脊之间的间距(P)被设置为在10至500μm的范围内,基本半圆形脊的高度H被设置为在3至500μm的范围内,且高度和间距的比率(H/P)被设置为在0.2至0.8的范围内。
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